ＬＯＧＯ思想与教育信息化（下）整合篇
时间：2020-05-06 05:16:36 来源：千叶帆 本文已影响人
教育信息化有具体的期望：通过编程，逐步实现虚拟的教育世界，增强人们教与学的效果。而信息化的虚拟如果没有到达课程的层面，技术就难有实际的效果。通过信息化方法论，信息分析被推向更基本要素的层面，就有更强的生成能力，许多不相干的课程，可以有许多共同面，而在共性之下，可以清楚讨论各自的特点。这样可以设计新课程(信息技术课程)，来统一处理共性的内容，而每个具体课程分别体现各自特点，使得教育内容和教与学的方法更有条理、更有效。对于人文、艺术等课程，现有的技术也有新的看法，但尚有有待探讨的未明确的问题。我们分节来讨论这些内容。
信息技术课程的核心价值
我们从基础篇论述中看到LOGO思想是方法论，可以期望成为教育现代化的指导思想。而在应用篇开头介绍了儿童早期信息技术教育的创意。对于教师，基础篇希望明确这个方法论的基本内容是什么，又简单地从长期历史发展过程中了解其重要意义与价值。而在应用篇中提出信息技术教育的启蒙设想，通过搭积木与LOGO编程来让学生体会对象要素来分析一综合一建构一重组一问题解决一创新。这些知识是所有课程的共性，如果每个课程都讲，可能是大量重复，又都讲不透；如果集中在一个课程来讲，用各门课程的简单内容作为实例来培养塑造学生的基本信息素养，为各个课程的整合打下基础，这就是信息技术这门课程的核心价值。
搭积木首先体现要素组合生成的思想，在信息技术中，要素可以是符号、数字、文字、声音、图画等，积木块可以用多种媒体表示。而在拼搭组合的实践过程中，儿童从模糊的评价标准中逐步清晰，对各种组合形成自己的取舍，无意中得到满意的组合，这是探试的过程；到有清晰的目标时，就是问题的求解过程；简单的问题求解通过不断组合生成与测试，复杂的问题解决通过目标指导组合选择、进一步分解基本成分、进行各种重组来解决。这与LOGO编程的思想接近。
我们看到语文四结合课题中，有与信息技术结合的内容，就是结合打字来学语文。通过优秀的打字方案，少量要素的组合，就可以把相当数量的字词打出，这是很深刻的LOGO要素分析与组合的思想。下面优秀LOGO学数学的课题中，把简单学科内容作为信息课程的实例，把核心思想通过基本实例潜移默化地变成学生的素养。教学中不只注意技术，更要在技术基础上，逐步点明其重要方法论意义与价值，这对于人文与艺术课程也有意义。
通过LOGO思想与编程结合学数学
LOGO思想与数学学科课程的整合是整合最有特色的部分，可以看成信息技术课程的进一步深化。
1，数学是什么
数学内容的分类。20世纪布尔巴基学派按结构建构的思路，按当时数学发展的水平，把所有的数学知识进行分析整理，在集合论基础上，首先分出基本结构、有序结构、代数结构、拓扑结构，然后再组合成二级结构与更高级结构。所有的数学分支大体都有各自的位置。同时，在这个体系中也可以预测哪里将有新的分支产生，这样使得以模式作为数学研究的对象，就容易为大家所接受。
数学知识的表示。数学也称算学，数与算是相伴的两个基本成分。数相当于对象，是名词、静态的；算相当于操作，是动词、有过程。数与算组成复杂的算法或程序，而给程序以名字，又变为静态的名词概念。这概念内涵包含复杂算法，但形成的复杂概念可以整体来把握，减低思考复杂度，支持容易进到高层的理解与思考。
数学对于每个概念成分都给出符号，由于数学概念建构的性质，数学知识可以用很规范的符号形式描述与推演。数学知识有非常规范的形式化表示体系，有了计算机与各种编程语言的发展，由底层的编程语言，发展出同数学符号相同层次的数学语言，可以逐步建构出数学知识大厦。把编程的主要内容与数学学习适当结合起来，是崭新的数学教改思路。
2，数学的学习特色过程
数学知识的获得也是个人与外部客观世界相互交互中建构模式与重组模式以表示与解决问题的过程。
先回顾传统的数学教学的全部过程。
解决应用题要领。由情境、实际生活、隐性书本知识来提出问题。
(1)观察审题，找到最佳感觉；从几种可能抉择中选；无路时另辟路径思考。
(2)借助符号，适当进行语言描述；依靠图表，数形结合，理解数量关系；综合利用自然语言、数学语言、计算机语言工具帮助。
(3)想方设法建立数学模型；正面建模，分析数学概念；分析、归纳、换元、反证法；配方法，甚至加上小学学习方法；发挥计算水平，求解纯数学问题；逆向解决数学模型问题。
(4)回到实际，检验数学结果。
(5)正确表达，力求叙述完善以得到好评价。
这些传统方法已经很有深度。按LOGO思想或信息观点——先分析领域知识的基本要素，条理化数学知识，用微世界知识表示形式软件表示；设计程序，开发学习平台，学习环境，支持数学的问题解决。这里教学创新涉及教学内容，涉及知识的条理化、知识的重组。还涉及方法与手段。
3，应用于数学教育领域：LOGO的实际课堂经验
贵州省基础数学创新教育技术研究所的符美瑜老师的“通过LOGO数学实验学数学”是一个有特色的案例。该案例有两个特点，都很有创意。
(1)教师按课程标准将整个教材内容仔细思考，分解出基本成分，每个成分都设计有基本程序和合适的参数。这些程序语句容易组合，成为程序段，赋予程序名，就组成复杂的函数。学生只要调用程序名，就可以画出复杂的图形、计算复杂的几何量与数值。这里教学创新涉及教学内容，变成可以操作的，这是很有特色的进一步深入的起点。
(2)在WINLOGO的学习平台上，学生调用现成的程序，改变合适的参数，可以做相应的计算与作图，从而观察探索，在动手中理解相应的概念。这时，可以先把程序看成黑箱，完全在数学的层次上学习。
到一定阶段，学生可以打开某些程序，读懂程序本身，看程序是怎样编的，可以逐句运行，看每句的含义。由于中学数学概念简单，意义明确，不难看懂；程序又可以运行，非常有趣。一般学生通过动手，把头脑内隐藏的概念外化，可视了，可以很容易地建构起复杂的数学概念结构。而程度好的学生，就会有自主探索新问题的欲望。动手中学，是现在时髦的做法，但如何用好可探索的环境呢?下面是符老师很巧妙的做法。
由教师设计、准备好程序(目前已有大批现成的程序)，上课时进行引导，让学生动手操作。学生要么动手调用程序，进行观察探索；要么改变问题中的条件和结论，自行修
改程序，探索新的规律。教师从旁帮助、启发，最后进行总结，布置课外作业。
在实践中，教师不断改进数学实验的设计，在课堂上容易组织群体讨论。发展下去，自然会发展到用计算机编程，进行数学建模解决真实的问题，进而推动科学课程学习的创新。如果有健全的网络，学生也就逐步习惯在网上交流、讨论与合作。这里在做(动手)中学，手脑并用，数形结合，左右脑交互，使难懂的数学概念变得容易懂，学生有效地克服了对数学的恐惧感，很少掉队。
这样，在教学方式上采用大课与练习课相结合的模式，与几十年前开始流行的习题课类似，但当时学生身边只有纸和笔，而现在有了计算机做工具，并且有一批设计得很好的程序，所以学生容易人手，就像搭积木，在“做”中学，感觉非常有趣，很好地体现了上述先进的LOGO思想的精华，同时又表现出明显的教学效果。
自然科学类课程：从概念层向客观真实世界的发展
数学教学新理念已经重视从实际出发，因此科学课程的教学与数学有许多相同点。但科学类课程的学习与数学尚有两个不同点。
(1)在熟悉客观事实的基础上，形成正确概念，掌握正确规律；到现场观察，通过拍照留下记录，或是人为设计条件，进行各种实验，观察结果，推论规律；设计实验，用各种仪器进行搭建，用多媒体表示各种事物，实际是可以操作的微世界形式，进行演示，多媒体提供输入、观察过程与结果的虚拟环境，定量数据收集，然后利用数学建立模型，发现规律。这是科学学习的基础部分。
(2)在经过抽象建立模型上，重要的是要建立正确的观念，通常学生都会有自己的原始看法，或前科学概念。老师备课时，分析出新旧观念的典型认知冲突，出示给全体学生，利用反馈设备，得到反馈信息的整体统计。
信息技术与语文学科的整合：走向非严格形式化的语义
1，引进要素建构的方法论
把学习、研究的对象分解为基本成分(要素)，在这些成份的基础上再进行综合，建构成为不同层次的模型、模式(数学领域用语)或语义(语文领域用语)，从极其简单的成分可以逐步建构成非常复杂的信息世界。
语文材料模式的二维结构。
2，教与学的平台设计
在语言学习中，学生主要靠自己的努力，而教师起引导组织的作用，教材是架构师生交流的媒介。在课堂上，教师教学还需要按课堂可能出现的情况，按统一的教材写出有针对性的教案，来引导组织学生的学习。可以按教案的各个不同的学习模式，利用现成的模板开发成分别的课件，然后再把各模式课件组装起来。先在课堂上引导教学，然后课后提供给学生自习、练习。
可以把开发的语言软件分为三个层次。
数据层把教材处理成数据(有内涵的数据)，包括把字典、词典、语法库、情境对话库、课文库等数据从库中取出。
数据类型：汉字、拼音、其他语言、录音、动画、视频等。
数据结构：以文件为中心单位，其上有各种索引，而文件内部数据还须分段断开，断开时还可能有层次、有一定的格式。
每个模板有相应的数据格式，套上去就是可以操作运行的软件。如果数据与模板要求的格式不一致，需要先转换。就需要转换的程序。
模板层 模板把学习过程适当分解成基本成分，对应于教材的基础学习活动，如放一段录音听，记录发音，出对比评价，对给出的选项作判断，接受输入汉字等，适当分解后再组合起来成为模板。
模板分类：语音、写字、听力、对话阅读、课文阅读以及各种练习。
模板是可以操作的，每个操作有相应的按钮与后面的程序相关联来反应学习过程，这是开发的着力重点，具有一定的稳定性(但也有若干参量，同一题目的题号，替换题中替换的个数，替换的次数，版面大小认知，尺寸缩放，显示与否这样功能，体现模板一定的灵活性)。
平台层 把教案所需的所有模板软件再组装起来，即成为当前所需要的课件。
把教材内容的数据放在窗口界面上，把各种有关的模板，作为菜单的选项按钮。这样既可以随意点击菜单项，进行操作、学习，又指明了一定优化学习的顺序。
开发好既为上课时教师可以灵活引导授课过程的教师平台与指导学生课外自学复习练习与预习的程序，也是学生的学习平台。
再进一步设计教师教学设计支持平台，首先是为专业人员开发的，再逐步为教师应用开发的平台。教师找到大量可用或类似的案例，如果不满意，可以自由方便地修改。
人文，艺术课程整合：若干需要深入研讨的问题
LOGO是方法论，它的使用不限于静态的逻辑结构与动态的逻辑思维，我们引进“数”(数码)与“相”(实体)的概念后，由于“相”所指可以是各种具体的客观存在，包括视觉得到的表象、嗅觉得到的气味，包含可以言传的知识，也包含人们大脑中不可言传的默会知识，人们可以用较为简化的概念符号谈论多样的事物。
在互联网上，人类相互交流时，明显有几个不同的过程。
人们在大脑内有许多是默会隐含的知识形式，要交流时需要用文字语言表达，变成计算机可以传递的显性信息。
计算机传递时，对于显性知识可以进行各种信息的处理加工，比如翻译成其他语言，或加以简化、加上标注解释等，都是机械信息的转换。
当人们看到传递的语言信息时，大脑的活动形成各种新的默会联想与知识。
三个过程结合起来，就相当于直接的人与人的交流。
非形式 符号化 非形式，人甲——文本1——文本2——人乙
相 机码 机码 邻域相
这里机器接到文本知识时，丢了许多默会的信息，人类可能会通过各种语境把丢掉的信息补回来；而变到机器码时，是否与原先的信息完全符合，是没有把握的。
人有视觉器官，可以接受形象信息，效率非常高，图形是静态的结构，可是人类缺乏自由表达形象的器官。要画出想象的图形，就要用基本成分、符号、语言、文字等基本成分组合来创造性建构地表达。所以，仅有情境的感受是不够的。人们的形象思维与逻辑思维，左右脑功能相辅相成、缺一不可。隐性形象的还需要用语言表达，才能交流。
从默会知识到可以言传的显性知识间的转换是新的问题，默会的隐性知识可以用概念指向，但最后是否可以完整明确地表示，涉及大脑的构造。默会的性质，是一个哲学上尚待讨论的问题。因此人文、艺术类课程的整合，涉及头脑内默会知识的表示，可能丢掉而失真，对其效果，有更多的保留。LOGO思想能否应用于默会知识是尚待研究的问题，但并不妨碍LOGO思想在教育上作
为方法论的价值。而且这类默会问题，在其他课程中也不同程度地存在，可以采取其他办法来补救，需要大家继续探讨。
几点看法
(1)信息的处理加工概念对于信息技术用于教育领域是极为重要的。信息具有三大属性——传递，表示与处理加工。学习是知识信息的传递接受与处理加工，把学习只看做信息的传递接受也即强调记忆是落后的观念，而新理念特别强调把学习看成知识信息的处理加工。因而多媒体技术与网页静态形式的知识表示，仅涉及信息的表示与传递，属于传播学的层次，是远远不够的。容易理解自主、生成式、创新式的学习与群体合作性的学习(多样意见的争论与协调)远远超过编码文本吸收式学习的效果。
(2)教育信息化观念与技术两个层面的相互关系。面向21世纪信息社会的教学改革，是以教育信息化为特征的。教育信息化包含了教育观念的更新与充分应用信息技术两个层次的内容，包含用信息方法分析所有教育现象(知识与教学活动)，这是观念层面的信息化，从而可以进，行优化思考，使得教育形成科学(这里涉及本体层面的作用)，接着把易于信息化而又可能有效增强学习的成分开发成软件，复杂的仍由人类教师来承担，但优秀的软件可以增强人们的学习(这是工具性质的)，所以人机结合是重要的原则。要探讨技术如何恰当促进人类的学习，这是教育技术学的使命，信息科学是具有方法论性质的学科。教育需要观念与技术两个不同层面的信息化紧密衔接，相互促进，但都基于统一的方法论，共同推动教育的现代化。
(3)LOGO思想是深层的信息素养，是方法论，可以是教育信息化的统一的指导思想。为了顺利实现教学改革，师生都要进行信息技术教育，培养信息素养。也就是说这里应该有个统一的指导思想，核心的方法论，那么信息素养是什么?什么是他的指导思想?这就是LOGO方法论的持续运用，导致计算机的诞生。计算机的巨大威力促进现代信息概念信息学科也即工程或人造信息学的形成，LOGO方法论与信息科学已经广泛渗透到几乎所有学科，也渗透到教育学，并理解对于师生信息素养的重要核心价值。它指导信息技术课程的有效开设，也指导信息技术与课程的有效整合，也会对思考教育技术学科发展前景的讨论有很好的指导作用。当然，教育是相当复杂的，这个方法论的价值与局限，希望大家进行评价讨论。
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